package 数组环形队列;

import java.util.Scanner;

public class CircleArrayQueue   {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        System.out.println("测试数组模拟环形队列");
        CircleArray arrayQueue = new CircleArray(4); //这里队列的有效数据最大值是3
        char key = ' '; //接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        //输出一个菜单
        while(loop){
            System.out.println("s(show):显示队列");
            System.out.println("e(exit):退出程序");
            System.out.println("a(add):添加数据到队列");
            System.out.println("g(get):从队列中取出数据");
            System.out.println("h(head):查看队列头的数据");//第一个数据
            key = scanner.next().charAt(0);  //接收一个字符

            switch(key){            //在使用变量前必须对变量赋初值
                case 's':
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输入一个数");
                    int value = scanner.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try{
                        int res = arrayQueue.getQueue();
                        System.out.println("取出的数据是" + res);
                    }catch(Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case'h':
                    try{
                        int res = arrayQueue.headQueue();
                        System.out.println("队列头的数据是" + res);
                    }catch(Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                case 'e': //退出
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序已退出");
    }
}

class CircleArray{
    private int maxSize;  //表示数组的最大容量
    private int front; //front指向队列的第一个元素，也就是说arr[front]就是队列的第一个元素
                       //front初始值为零
    private int rear; //rear指向队列的最后一个元素的后一个位置，因为想要预留一个空间
                      //rear初始值为0
    private int[] arr; //该数组用于存放数据

    public CircleArray(int maxSize){     //环形数组队列
        this.maxSize = maxSize;
        arr = new int[this.maxSize];
        rear = 0;
        front = 0;
    }

    //判断队列是否满
    public boolean isFull(){
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return rear == front;
    }  //这样写的理由是当rear已经指向数组的第一个以后的元素标识时
                                                        //此时添加rear的方法已经将rear的值对maxsize进行了取模所以这种判定条件是对的

    //添加数据到队列
    public void addQueue(int data){
        //先判断队列是否已经满了
        if(isFull()){
            System.out.println("队列满不能加入数据！");
            return;
        }
        /*rear++;   添加数据这有变化
        arr[rear] = data;*/
        arr[rear] = data;
        rear = (rear + 1) % maxSize; //rear后移，这里必须要考虑取模
    }

    //获取队列的数据，出队列        如果有删除操作的话，就应该将arr【front】删除
    public int getQueue(){
        //判断队列是否空
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空，不能取数据");
        }
        //这里需要分析出front是指向队列的第一个元素
        //先把front对应的值保存到一个临时的变量
        //第二步把front后移,考虑取模
        //将临时保存的变量返回

        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return value;
    }

    //显示队列的所有数据
    public void showQueue(){
        //遍历
        if(isEmpty()){
            System.out.println("队列为空，没有数据");
            return;
        }

        //思路:从front开始遍历，遍历多少个元素
        //仔细想一下为啥要加front，因为i的初值是front所以必须在front值的基础上继续添加
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d",i % maxSize,arr[i % maxSize]);
            System.out.println();
        }
    }

    //求出当前队列有效数据的个数
    public int size(){
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

    //显示队列的头数据，不是取出数据
    public int headQueue(){
        //判断
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("无数据");
        }
        return arr[front];
    }
}